Ракельные ножи*

Из металла и пластика, скошенные и ступенчатые, прямые и негативные — ракельные ножи исправно отмеряют краску для качественной печати

Небольшие ракельные ножи — важнейший компонент флексографской печати, отмеряющий количество переносимой на анилоксовый вал краски для получения качественной продукции. При некорректном использовании ракели способны повредить компоненты печатного оборудования и испортить тираж, а при небрежном обращении чреваты травмами. Понимание принципов их работы и правил применения крайне важно для всего техпроцесса.

Печатникам предлагается широчайший выбор ракельных ножей — из металла и других материалов. В первом случае это высокоуглеродистая и углеродистая, воронёная, нержавеющая сталь, во втором — сверхвысокомолекулярные пластики (полиэфир, полиэтилен, ацеталь) и композитные материалы (стекло- и углеволокно, эпоксидные смолы).

Внутренняя часть закрытой камер-ракельной системы. Дозирующий нож (вверху) изготовлен из сверхвысо-комолекулярного пластика, герметизирующий — из тонкого майлара. Фото предоставлено Bell-Mark

Как рассказал менеджер направления Duroblade компании BTG Americas Ллойд Филд, для ракельных ножей можно использовать практически любые пластические материалы. «Например, майлар (Mylar) часто применяют для герметизирующих ножей в камер-ракельных системах. Тонкое, гибкое пластиковое лезвие обычно на 3–6 мм шире металлического, легко сгибается, возвращая твёрдые частицы из краски и с поверхности анилоксового вала обратно в красочный резервуар, не царапая вала».

При таком ассортименте выбрать тип ракеля — непростая задача. У каждого материала свои преимущества. Рассказывает технический менеджер Allison Systems Джин Джексон: «Металл отлично дозирует краску и обеспечивает наилучшие результаты печати. Неострые пластиковые ножи отличаются долговечностью и безопасностью». По словам менеджера печатного подразделения Bell-Mark Джима Аккуости, ракельные ножи из полиэтилена и сверхвысокомолекулярных пластиков дешевле стальных аналогов. Директор по развитию новых рынков XSYS Print Solutions Майк Байштедт уверен, что пластиковые ракели — оптимальный вариант для УФ-печати и высоковязких составов. Джексон возражает, что пластиковые ракели печатники выбирают нечасто — качество работ с ними невысокое, поскольку широкое лезвие хуже дозирует краску. Самые узкие — стальные ракельные ножи, композитные — средние по ширине, пластиковые — самые толстые. Следовательно, стальные ракели дозируют краску лучше остальных.

Региональный менеджер по продукции Max Daetwyler Рэнди Истер уверен, что во флексографии становятся востребованными неметаллические ракели, безопасные и эффективно работающие с коррозионными и абразивными красками.

По мнению вице-президента по исследованиям и развитию Benton Graphics Стивена Вурхиса, основная часть заказов печатается с использованием ракельных ножей из 1% углеродистой стали. Вторая по популярности — нержавеющая сталь 400, более дорогая и не такая долговечная, как углеродистая. Ещё один вариант для ракельных ножей — сталь с покрытием, например из твёрдого никеля или с антиприлипающими свойствами, оптимальным для заинтересованных в долговечных ракелях, которые не нужно часто менять.

Ракельный нож в рабочем контакте с анилоксовым валом. Фото предоставлено Retroflex

«С помощью специальных покрытий производители продлевают срок службы ракелей и повышают точность дозирования», — уточняет Истер. По мнению технического директора направления Duroblade в BTG Americas Майка Пацковски, последнее слово техники — обычные ракели из качественной шведской стали с нанесённым термическим способом керамическим покрытием. «Они намного устойчивее к абразивному и адгезионному износу, безопаснее, реже повреждают анилоксовые валы».

Сталь с покрытием дороже, но чем дольше работает машина в непрерывном режиме, тем быстрее окупается нож, объясняет Вурхис, добавляя, что на узкорулонном оборудовании часто печатают столь короткие тиражи, что срок службы ракеля большой роли не играет. Джексон добавляет, что на производствах, как правило, заменяют ракели раз в неделю или при перенастройке на новый заказ (чаще еженедельно).

Самым распространённым материалом для ракельных ножей остаётся сталь, но американская Flexo Concepts специализируется лишь на пластиках и композитных материалах. Рассказывает президент компании Кевин МакЛофлин: «Сейчас в производстве ракелей используется масса современных пластиков и композитов. Последняя разработка — очень твёрдые пластики со специальными наполнителями, повышающими срок службы изделия и качество дозирования».

Типы профиля

Ракельные ножи отличаются не только материалом, но и типом профиля: скруглённые (по радиусу кромки), ламельные (ступенчатые), скошенные (под разными углами) и квадратные (прямые), хонингованные (pre-honed). По словам Байштедта, с ламельным профилем передача краски на протяжении тиража стабильнее: «По мере износа зона контакта фрезерованной кромки не меняется. Такой тип ракельных ножей оптимален там, где конструкционно нож должен быть очень жёстким, а область зажима толще дозирующей кромки».

Директор по продажам и маркетингу Provident Group Дэвид Аллен уверен: «Ламельные и скошенные ракели быстрее входят в контакт с анилоксовым валом в начале работы, по сравнению со скруглёнными». Скруглённые по радиусу ракельные ножи немного дешевле ламельных и скошенных, но, по словам Аллена, это не всегда означает более низкое качество печати: «Часть специалистов считает, что ламельные и скошенные ножи лучше снимают краску при печати высококачественных работ, тогда как некоторые выпускают безупречную продукцию со скруглёнными ракелями».

Пацковски считает, что лучше других краску снимают хонингованные и ступенчатые ракели: «Начальная площадь контакта с поверхностью меньше, что повышает качество дозирования, оставляет на анилоксе красочную плёнку минимальной толщины». Он признаёт, что такие ракели быстрее изнашиваются, поэтому в оптимальном режиме работают недолго: «Безусловно, конструкции с квадратным и/или скруглённым профилем долговечнее, и, если за счёт износостойкости материала площадь контакта остаётся небольшой, как с керамикой, ракель дольше работает в оптимальном режиме, стабилизируя качество печати».

Негативные ракели

В глубокой печати применяются позитивные ракели, а во флексографии краску дозируют негативные ракельные ножи (тип определяет угол контакта с анилоксовым валом). Объясняет Филд: «Кромка негативного ракельного ножа, который ещё называют дозирующим или отрицательным, обращена в сторону, противоположную вращению вала».

«Негативная ракельная система состоит из фиксатора с держателем, фиксирующим единственный нож под заданным углом к анилоксовому валу», — объясняет Истер. По его словам, это практически универсальное решение для флексографской печати, обеспечивающее заметно более высокое качество, по сравнению с традиционными системами с двумя дозирующими валиками.

Байштедт подчёркивает, что угол зависит от держателя, а не от ножа. По мнению Вурхиса, в негативном ракеле именно нож контролирует оттенок и количество краски. Боб Шмидли, отвечающий за продажи в Retroflex, уверен, что негативные ракели улучшают повторяемость и качество печати, как в виде одиночных ножей, так и в составе закрытых камерных систем.

Типовые углы

Вариантов углов наклона ракельных ножей множество. По мнению Аккуости, нормальный угол для открытой ракельной системы в глубокой печати 50–60°: «Для закрытой ракельной конструкции во флексопечати оптимальный угол контакта 30–35°». С ним согласен Истер, а вот по мнению Вурхиса, нормальный диапазон для негативных ракелей 20–30°. Байштедт считает, что ракельные ножи надо устанавливать либо под прямым углом, либо под углом 45°, 30°, 22,5° или 15°.

Шмидли называет оптимальным диапазон 25–45°, причём разброс объясняется вариантами применений ракельных ножей. В Allison Systems, рассказал Джексон, чаще всего изготавливают конструкции с углом контакта 30°. МакЛофлин добавляет: «Стандартный угол скоса для композитных и пластиковых ракельных ножей — 15°, 22° и 30°».

Но типовыми значениями не ограничиваются. По словам Джексона, встречаются даже углы в 8° и 10°. Вурхис считает приемлемыми значения 5–40°. Аккуости добавляет, что слишком тупые (или острые) углы чреваты вибрациями: «Нож не лежит плоско, а подпрыгивает вверх-вниз, на поверхность анилокса попадает слишком много (или мало) краски». Вурхис уверен, что качество печати при заниженном угле контакта невысокое, а при завышенном нож врезается в анилоксовый вал, что может привести к повреждению обоих.

Камерные ракели

Представляют собой закрытые конструкции с двумя ножами: один дозирует краску, второй обеспечивает герметичность. Первый нож (негативный) располагается в верхней части камеры, а позитивный — внизу. Торцевые уплотнители предотвращают утечку. Истер объясняет, что краска поступает в систему по насосу, а обратный трубопровод делает систему замкнутой.

У камерных конструкций есть преимущества. Рассказывает Аккуости: «В закрытой камере на краску не воздействует окружающая среда, как в открытом резервуаре или корыте, поэтому вязкость стабильнее». Открытый воздух — основная причина испарения растворителей и воды из краски, которая становится тяжелее и вязче, меняется оттенок, повышается расход (по подсчётам Аккуости, вдвое для каждой секунды изменения вязкости).

Шмидли считает, что камер-ракельные системы повышают качество и скорость печати, сокращают количество краски, расходуемой при запуске и работе машины, снижают испарения летучих органических соединений (VOC) и воды. По его словам, камеры не реагируют на изменение скорости — нанесение краски стабильно на протяжении тиража.

Chamber Wrap, камерная ракельная система от Provident Group

Provident Group предлагает разработку Chamber Wrap — запатентованную камер-ракельную систему, ножи которой защищены пластиковой плёнкой. Последняя оборачивается вокруг держателя и закрепляется двусторонней клеящей лентой. По мнению разработчиков, это обеспечивает чистоту держателя — лишняя краска скапливается на плёнке, а не камере.

Установка

Особенности монтажа ракеля зависят от настройки печатной машины, но есть и общие моменты. «И с открытым ракелем, и с закрытым вначале лучше развести механизм держателя, проверив состояние зажимных болтов и планок», — рассказывает Вурхис, добавляя, что после фиксации зажимов нужно проверить, нет ли на ноже волн и неровностей. При наличии таковых, для снятия лишней краски с анилоксового вала давление прижима больше, что ускоряет износ анилокса. Соответственно, для минимального давления нож должен быть абсолютно прямым».

Джексон поясняет, что монтаж зависит от камер и зажимных приспособлений в печатной машине. «Точность положения ножа обеспечивают упоры или установочные штифты. Старайтесь не повредить кромку ножа и помните, что она бывает очень острой».

Истер объясняет: «Крепление болтами начинают в центре, смещаясь к краю, попеременно устанавливая крепёж с двух сторон. Выступающая часть ножа должна быть по всей ширине параллельна фиксатору».

Аккуости подчёркивает, что при установке ракельных ножей нужно быть особенно аккуратным: «Оператор должен помнить, что при недостатке внимания можно установить нож кромкой вверх или в противоположном направлении».

Осторожно: ракель

При несоблюдении техники безопасности острые ракельные ножи становятся причиной травм. Новые ракели не такие острые, как старые, но в любом случае обязательны стойкие к порезам защитные перчатки со стальной нитью. Вурхис объясняет, что чистка ножей ветошью и камер без таких перчаток — основная причина травм. Острые, как бритва, старые ракельные ножи режут ткань и руки.

Не менее осторожным нужно быть и с ножом, чтобы не повредить его. Джексон рассказывает, что ракельные ножи хранят в защищающей края заводской упаковке. Вурхис добавляет, что ножи из обычной углеродной стали подвержены ржавчине и коррозии, а упаковка защищает их от окружающей среды, особенно в условиях высокой влажности.

Повреждения

Типичный пример износа кромки стального ракельного ножа из-за контакта с высоколиниатурным валом

Повредить ракельный нож можно по-разному, например, при неверном прижимном усилии к анилоксовому валу или некорректном обращении. Иногда ракель, разрушаясь, повреждает ещё и анилоксовый вал, портит печатаемый тираж.

«Как правило, ракель повреждается при извлечении из упаковки и фиксации в держателе. Любой удар чреват дефектом кромки, выливающимся в широкую полосу на оттиске», — объясняет Вурхис. При повреждении изношенной части ракеля, застрявшей частице краски или неровностях кромки, о качественном дозировании не может быть и речи. Аккуости добавляет, что не обеспечивающий стабильного дозирования ракельный нож бесполезен, ибо не гарантирует равномерное распределение краски.

Неровности и волны на лезвии операторы пытаются компенсировать, увеличивая давление прижима к анилоксовому валу. Результат — царапины на анилоксе и вконец испорченный ракельный нож.

Коррозия ракельного ножа из углеродной стали, использовавшегося с высокощелочными красками (с большим значением pH)

Риск повреждений значительно ниже, если все компоненты системы содержатся в чистоте. «Когда краска не фильтруется, загрязняющие её частицы портят ракель и царапают вал», — объясняет Вурхис. Помогут фильтры и магниты (последние, по его мнению, предпочтительнее). От изношенного ракельного ножа отделяются частицы, аналогичные по размерам красочным пигментам (2–20 мкм), которые вместе с металлом может собирать фильтр. Магниты же вылавливают крупные частицы, оставляя нетронутыми пигменты.

Повреждённая кромка лезвия, оцарапавшего анилоксовый вал из-за загрязнённой краски. Фото предоставлены Benton Graphics

Печатникам, переходящим на пластиковые ракели, дабы избежать царапин от стальных ножей, Вурхис напоминает, что проблема часто заключается в инородных телах, а не во фрагментах ножа: «Если краску постоянно пускают в повторную работу, в конце концов вся её масса становится недопустимо грязной».

Аллен предостерегает: «Не прижимайте сухие ракельные ножи к анилоксовому валу: перегрев меняет свойства стали, от ножа отделяются её фрагменты».

Проблемы с ракельным ножом могут проявиться и на готовой печатной продукции. По словам Вурхиса, повреждения лезвия легко отследить по широким полосам на оттиске. Он же добавляет, что при неверной настройке ракеля угол прижима ножа к анилоксовому валу будет отличаться, а значит, другим будет и цвет на оттиске. Определяющий фактор — скорость печати. Чем она выше, тем больше проявляется проблема.

По мнению Аллена, анилоксовый вал важнее ракеля: «Ракельный нож сконструирован так, чтобы стачиваться об анилокс за счёт отделения мелких частиц. Если же нож повреждает вал, убытки гораздо серьёзнее. Важно не давать ножу слишком долго работать в машине. Проще заменить ракель за 2 долл., чем анилоксовый вал за 1000».

Подготовка ножа

Ракельные ножи в основном поставляются готовыми к монтажу, но Байштедт подчёркивает, что приобретать их можно и в рулонах с последующей порезкой под нужные размеры. Пацковски уверен: «Ракельное полотно должно резаться только в специально оборудованном месте качественными инструментами и без спешки. Но лучше покупать ракели готовыми — тогда они точно будут нужной длины и не доставят лишних хлопот».

Даже готовые ракельные ножи перед монтажом проверяют: сначала визуально — на наличие дефектов, особенно на дозирующей кромке, потом на отсутствие сгибов и неровностей. Шмидли уверен, что перед монтажом нелишне прочесть инструкцию, чтобы точно сделать всё правильно. Вурхис добавляет, что все держатели и камеры до начала монтажа чистят и настраивают, предотвращая ненужные проблемы.

* Печатается с разрешения журнала Label & Narrow Web, www.labelandnarrowweb.com.

Наши

Статья исключительно важна и интересна для операторов печати и, возможно, директоров печатных производств, ибо даёт понимание важности ракеля в технологической цепочке, играющего одну из существенных, а порой и главную роль в процессе получения качественной продукции. Приведённые рекомендации по использованию ракельных ножей являются общими и, конечно, не могут сразу решить все проблемы, возникающие при их применении. Печатники, как правило, делают всё от них зависящее, но когда на предприятии отсутствует общая культура производства, а у руководства нет времени и желания обращать внимание на какую-то «металлическую ленту», весьма сложно добиться правильного применения ракелей. Отсюда — перерасход ракельного материала и краски, преждевременный выход из строя анилоксовых валов, а в конечном итоге, снижение прибыльности предприятия.

Александр Малюга (maluga@galika.ru), региональный менеджер по продажам российского представительства «МДС-Детвилер»

С моей точки зрения, в основе качественной печати лежит неразрывная связка ракель–анилоксовый вал: правильный выбор обоих компонентов — гарантия успешного выполнения заказа. Обычно технологи экспериментальным путём подбирают ракель, отвечающий требуемым параметрам. При работе на скоростных машинах они зачастую останавливают выбор на ламельном стальном ракеле, который после запуска машины и притирки с анилоксом обеспечивает точный краскоперенос, что очень важно для длинных повторяющихся тиражей. Имея дело с белыми красками и красками с металлическим пигментом, ставят более толстый ракель, дабы обеспечить одинаковую по времени работу секций, не останавливать машину в середине тиража для смены ракеля на одной из них. В камер-ракельных системах часто бывает, что один из ракелей пластиковый, другой стальной. Причина — компромисс между продлением срока службы анилокса и обеспечением качества печати. Цель вышесказанного — наглядная иллюстрация того, что к подбору ракеля стоит подходить очень серьезно, не бояться потратить время на эксперименты. В будущем оно многократно окупится.

Андрей Семичев (andrey@uvservice.ru), генеральный директор компании UV-Service